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Hadoop Kerberos安全机制介绍(转载，笔记)

1 背景

在Hadoop1.0.0或者CDH3 版本之前， hadoop并不存在安全认证一说。默认集群内所有的节点都是可靠的，值得信赖的。用户与HDFS或者M/R进行交互时并不需要进行验证。导致存在恶意用户伪装成真正的用户或者服务器入侵到hadoop集群上，恶意的提交作业，修改JobTracker状态，篡改HDFS上的数据，伪装成NameNode 或者TaskTracker接受任务等。尽管在版本0.16以后， HDFS增加了文件和目录的权限，但是并没有强认证的保障，这些权限只能对偶然的数据丢失起保护作用。恶意的用户可以轻易的伪装成其他用户来篡改权限，致使权限设置形同虚设。不能够对Hadoop集群起到安全保障。

在Hadoop1.0.0或者CDH3版本后，加入了Kerberos认证机制。使得集群中的节点就是它们所宣称的，是信赖的。Kerberos可以将认证的密钥在集群部署时事先放到可靠的节点上。集群运行时，集群内的节点使用密钥得到认证。只有被认证过节点才能正常使用。企图冒充的节点由于没有事先得到的密钥信息，无法与集群内部的节点通信。防止了恶意的使用或篡改Hadoop集群的问题，确保了Hadoop集群的可靠安全。

2 Hadoop 安全问题

2.1 用户到服务器的认证问题

NameNoder上没有用户认证：用户可以伪装成其他用户入侵到一个HDFS 或者MapReduce集群上。
DataNode上没有认证：Datanode对读入输出并没有认证。导致如果一些客户端如果知道block的ID，就可以任意的访问DataNode上block的数据
JobTracker上没有认证：可以任意的杀死或更改用户的jobs，可以更改JobTracker的工作状态

2.2 服务器到服务器的认证问题

没有DataNode, TaskTracker的认证：用户可以伪装成datanode ,tasktracker，去接受JobTracker, Namenode的任务指派。

3 Kerberos能解决的Hadoop安全认证问题

kerberos实现的是机器级别的安全认证，也就是前面提到的服务到服务的认证问题。事先对集群中确定的机器由管理员手动添加到kerberos数据库中，在KDC上分别产生主机与各个节点的keytab(包含了host和对应节点的名字，还有他们之间的密钥)，并将这些keytab分发到对应的节点上。通过这些keytab文件，节点可以从KDC上获得与目标节点通信的密钥，进而被目标节点所认证，提供相应的服务，防止了被冒充的可能性。

3.1 解决服务器到服务器的认证

由于kerberos对集群里的所有机器都分发了keytab，相互之间使用密钥进行通信，确保不会冒充服务器的情况。集群中的机器就是它们所宣称的，是可靠的。防止了用户伪装成Datanode，Tasktracker，去接受JobTracker，Namenode的任务指派。

3.2 解决client到服务器的认证

Kerberos对可信任的客户端提供认证，确保他们可以执行作业的相关操作。防止用户恶意冒充client提交作业的情况。用户无法伪装成其他用户入侵到一个HDFS 或者MapReduce集群上。用户即使知道datanode的相关信息，也无法读取HDFS上的数据，用户无法发送对于作业的操作到JobTracker上

3.3 对用户级别上的认证并没有实现

无法控制用户提交作业的操作。不能够实现限制用户提交作业的权限。不能控制哪些用户可以提交该类型的作业，哪些用户不能提交该类型的作业。这些由ACL模块控制（参考）

4 Kerberos工作原理介绍

4.1 基本概念

Princal(安全个体)：被认证的个体，有一个名字和口令
KDC(key distribution center ) : 是一个网络服务，提供ticket 和临时会话密钥
Ticket：一个记录，客户用它来向服务器证明自己的身份，包括客户标识、会话密钥、时间戳。
AS (Authentication Server)：认证服务器
TGS(Ticket Granting Server)：许可证服务器

4.2 kerberos工作原理

Kerberos可以分为两个部分：

Client向KDC发起请求获得TGT：Client向KDC发送自己的身份信息，KDC从Ticket Granting Service得到TGT(ticket-granting ticket)，并用协议开始前Client与KDC之间的密钥将TGT加密回复给Client。
Client利用之前获得的TGT向KDC请求其他Service的Ticket，如下图所示：

5 kerberos在Hadoop上的应用

可靠：Hadoop 本身并没有认证功能和创建用户组功能，使用依靠外围的认证系统
高效：Kerberos使用对称钥匙操作，比SSL的公共密钥快
操作简单：用户可以方便进行操作，不需要很复杂的指令。比如废除一个用户只需要从Kerbores的KDC数据库中删除即可。

6 参考资料

kerberos原理
什么是kerberos
“Hadoop Security Design” Owen O’Malley, Kan Zhang, Sanjay Radia, Ram Marti, and Christopher Harrell

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